Фізики виявили спосіб відстеження неспостережуваних квантових частинок
Секретні рухи
Одним з основоположних принципів квантової теорії є те, що квантові об'єкти можуть існувати як хвилі або частки. Але вони не існують ні до тих пір, поки вони не будуть виміряні, що унеможливлює ідентифікувати або відстежувати квантові об'єкти, коли їх не спостерігають. Але останнім часом фізики зіткнулися з цією проблемою і довели, що не є неможливим відстежувати неспостережувані квантові частинки.
Девід Арвідсон-Шукур, перший автор дослідження і професор філософії. студент в Кавендішської лабораторії Кембриджа, зацікавився фізичним становищем під назвою «хвильова функція». Хоча він, здавалося, містив масу інформації, він використовувався більше як математичний інструмент, ніж уявлення реальних квантових частинок, пояснив Арвідсон-Шукур в прес-релізі. «Ось чому ми взяли на себе завдання створити спосіб відстеження секретних рухів квантових частинок».
В цьому новому дослідженні, опублікованому в журналі Physical Review A, дослідники з Кембриджського університету продемонстрували, що, досліджуючи спосіб взаємодії квантового об'єкта зі своїм середовищем замість вимірювання самого об'єкта, ви можете відстежувати неспостережувані квантові частинки.
У міру переміщення частинок вони «маркують» своє середовище. Кожен «тег» або взаємодія зі своїм середовищем кодує інформацію всередині частинок. Отже, Арвідсон-Шукур і його співавтори розробили метод зіставлення цих «мічених» взаємодій без безпосереднього спостереження за ними.
Крім того, слідуючи цим «тегами», дослідники виявили, що вони можуть декодувати інформацію від частинок в кінці експерименту, коли спостерігалися частки. Це дозволить вченим стежити за рухом квантових частинок, що дає їм набагато більше інформації про їх поведінці.
Заборонене царство
Цей новий спосіб відстеження спостережених квантових частинок може дозволити вченим перевірити старі передбачення в квантовій механіці. До них відносяться такі ідеї, як частка, яка може існувати в двох місцях одночасно, або пропозиції, такі як телепатія, в якій інформація може передаватися між двома людьми без будь-яких частинок, що переміщаються між ними.
Таким чином, не тільки це дослідження доводить, що те, що колись вважалося фізичною неможливістю, насправді можливо - воно також потенційно може дозволити дослідникам перевірити потенційну реальність телепатії.
Але, можливо, що ще більш важливо, цей експеримент розширив розуміння фізиками хвильових частинок фізиками. Раніше вони вважалися абстрактними обчислювальними інструментами, використовуваними тільки для прогнозування результатів квантових експериментів. Але дослідники в цьому дослідженні виявили, що інформація, закодована в кожну квантову частинку після кожного «мічення» взаємодії, безпосередньо пов'язана з хвильової функцією.
«Наш результат показує, що хвильова функція тісно пов'язана з фактичним станом частинок», - пояснив Арвідсон-Шукур в прес-релізі. «Отже, ми змогли дослідити« заборонений домен »квантової механіки: закріплення шляху квантових частинок, коли ніхто їх не спостерігає».
Це дослідження могло б допомогти підтримувати постійні зусилля по розумінню руху і поведінки квантових частинок і частинок хвиль. Фундаментальні «істини» квантової фізики можуть бути перевірені безліччю нової інформації, і багато захоплюючі нові відкриття можуть бути в майбутньому.
Література: Фізика, APS
